26.05.2023 Biologie
16.04.2023 Kursstufe

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Strategien der Halophyten

Queller (Salicornia)
Queller (Salicornia)
Halophytisches Gras
Halophytisches Gras

Halophyten haben verschiedene Strategien entwickelt, um mit der hohen Salzkonzentration im umgebenden Wasser umzugehen:

Akkumulation von osmotischer Substanz

Die Osmolarität des Cytoplasmas wird gesteigert, indem organische, wasserlösliche Stoffe synthetisiert und im Cytoplasma gespeichert werden. Beispiele sind die Aminosäure Prolin, der Zuckeralkohol Mannit (besonders in Mangroven) und der Zuckeralkohol Sorbit (im Strand-Wegerich Plantago maritima). Dadurch ist die Transpiration eingeschränkt. Bei der Salzmelde (Suaeda) kann man einen osmotischen Druck von 7 Megapascal messen. Diese Stoffe schützen aber auch die Proteine vor den Na+ -Ionen.

Ausscheidung

Auf der Oberfläche der Blätter sitzen Salzhaare. Salzhaare besitzen einen Stiel aus wenigen Zellen und an der Spitze eine sog. Blasenzelle. In dieser wird in der Vakuole Salz gespeichert. Die Salzhaare können nach ihrer Beladung abgeworfen werden. Die Mittagsblume (Mesembryanthemum) und die Melde (Atriplex) scheiden bspw. Salz durch Salzhaare mit Blasenzellen aus.

Mangroven aber auch der Strandflieder (Limonium vulgare), die Schlickgräser (Spartina) und die Tamarisken (Tamarix) scheiden dagegen Salz in Salzdrüsen aus.

Strandaster (Aster tripolium) und Meerfenchel (Plantago maritima) aber auch Mangroven werfen salzhaltige Blätter ab.

Verdünnung

Zur Verdünnung des Salzes speichern Halophyten Wasser: Sukkulenz. Dabei gibt es Blattsukkulenten wie die Rote Mangrove (Rhizophora mangle) und die Weiße Mangrove (Laguncularia racemosa) und Sprosssukkulenten wie den Queller (Salicornia europaea). Die Zellen speichern in den extrem großen Vakuolen das Natriumchlorid.

Meerfenchel (Crithmum maritimum)
Meerfenchel (Crithmum maritimum)
Gelbe Mittagsblume (Carpobrotus edulis)
Gelbe Mittagsblume (Carpobrotus edulis)

Abschirmung gegen Salzionen

Durch das Ausschlussprinzip, auch Salzfiltration genannt, wird bereits die Aufnahme von Salzionen über die Wurzel eingeschränkt. Wie bei allen Pflanzen wird bei Mangrovengewächsen die unkontrollierte Wasseraufnahme verhindert. Der sog. Casparische Streifen dichtet die Endodermiszellen ab: so muss das umgebende Wasser durch das Cytoplasma der sog. Durchlasszellen wandern und seine Zusammensetzung kann somit genau kontrolliert werden. Die Ionenkanäle der Zellmembran von Halophyten sind aber wesentlich selektiver als die von Nicht-Halophyten, so dass fast keine Natrium- und Chloridionen, die wichtigen Kaliumionen jedoch sehr wohl aufgenommen werden. Der Xylemsaft innerhalb der Wurzel ist dadurch salzarm.

Bei manchen Arten, bspw. beim Andelgras (Puccinellia peisonis) werden besonders die Natrium-Ionen in basalen Pflanzenteilen wie Wurzel und Stamm oder zumindest in der Blattscheide zurückgehalten. Dadurch wird der Gehalt in den Blättern niedrig gehalten.

Anpassungen der Wurzeln

Bei Mangroven hängen Luftwurzeln zur Aufnahme von Regenwasser von Zweigen herab. Als Anpassung an die Sauerstoffarmut der Schlammböden im Gezeitenbereich findet man Atemwurzeln mit Lentizellen und großen Interzellularräumen im Rindengewebe.

Geringer Wasserverbrauch

Manche Halophyten nehmen das Kohlenstoffdioxid für die Fotosynthese nachts auf. Dadurch können sie tagsüber die Spaltöffnungen geschlossen halten. Durch die geringere Wasserverdunstung benötigen sie weniger Wasser und nehmen dadurch auch weniger Salz auf. Diese Strategie nennt man CAM-Mechanismus: Crassulacean Acid Metabolism (=Säurestoffwechsel von Crassulaceen, das sind Dickblattgewächse wie die Fetthenne). Ein Beispiel für diese Strategie ist die Hottentottenfeige (Carpobrotus acinaciformis), die an felsigen Mittelmeerküsten bis nahe an die Wasserlinie wächst.

Strandflieder (Limonium)
Strandflieder (Limonium)
Tamariske
Tamariske